• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.50 no.1
• /
• pp.41-49
• /
• 2012

This study was aimed at the development of catalysts for the direct methanol synthesis by partial oxidation of methane. Mo-Bi-V-Al mixed oxide catalysts were prepared and characterized and used in the direct methanol synthesis reaction. The catalysts prepared by the sol-gel method had much larger surface areas than those prepared by the co-precipitation method. The larger the surface area was, the less the methanol selectivity was. The catalysts having larger surface area facilitate the complete oxidation of methane, decreasing the selectivity of methanol. The catalysts prepared by the sol-gel method showed higher methanol selectivity of 13% at $20^{\circ}C$ lower temperature than those prepared by the co-precipitation method. Through XRD analysis, it was revealed that the structures of the catalysts prepared by the two methods were different. In the reaction, methanol selectivity increased and carbon dioxide selectivity decreased with pressure due to the suppression of complete oxidation reaction at a high pressure.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.35 no.2
• /
• pp.79-84
• /
• 2024

Methane is an abundant and renewable hydrocarbon, but it causes global warming as a greenhouse gas. Therefore, methods to convert methane into useful chemicals or energy sources are needed. Methanol is a simple and abundant chemical that can be synthesized by the partial oxidation of methane. Methanol can be used as a chemical feedstock or a transportation fuel, as well as a fuel for low-temperature fuel cells. However, the electrochemical oxidation of methanol is a complex and multi-step reaction. To understand and optimize this reaction, new electrocatalysts and reaction mechanisms are required. This review discusses the methanol oxidation reaction mechanism, recent research trends, and future research directions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2007.06a
• /
• pp.220-223
• /
• 2007

이 논문은 DMFC와 태양전지의 하이브리드형 연료전지에 적합한 $TiO_{2}$구조에 대한 연구로서, DMFC에 사용되는 귀금속 Pt의 사용량을 줄이기 위해 Pt를 $TiO_{2}$광촉매 지지체에 함침 시켜 UV가 조사될 때 Pt의 활성을 극대화시키기 위한 연구이다. $TiO_{2}$는 Rutile결정 구조를 이루었으며, 반응 시간에 따라 나노막대 모양을 형성하였다. $NaBH_{4}$ 환원법을 통해 Pt를 함침 시켜 전극을 제조하였다. 이 전극들은 UV가 입사되지 않을 때보다 UV가 입사될 때 메탄올 산화성능이 주목할 만큼 향상되었다. 특히 긴 막대모양의 $TiO_{2}$에 백금이 잘 분산된 촉매의 메탄올 산화반응 성능이 크게 향상되었다. 이러한 $Pt/TiO_{2}$의 주목할 만한 성능 향상은 UV가 조사될 때 빛에 의해 생성된 $TiO_{2}$의 hole들에 의해 메탄올 산화반응이 향상된 것으로 사료된다.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.7 no.1
• /
• pp.35-43
• /
• 1998

Electrodes using for the anode electrode of direct methanol fuel cell with Pt/C and Pt/Ru/C catalyst were prepared and characterized by SEM, TEM, thermal analysis and electrochemical analysis. The half cell tests were carried out with 1 M $H_2SO_4$ electrolyte and 1 M $CH_3OH$ in order to evaluate the electrode performance. The employed electrochemical methods were cyclic vol-tammetry and potentiodynamic polarization experiments. It was found that 20 w% polytetrafluoroethylene (PTFE) content in catalyst showed the best performance due to the best platinum utilization on PTFE-containing catalyst layer. It was found that Pt/Ru/C binary catalyst inhibited the poisoning of anode electrode showing improved performance compared to the Pt/C catalyst by the adsorption of oxygen containing species on the electrode surface at same time. The apparent activation energy for methanol oxidation on the Pt/Ru/C and Pt/C catalyst layer was 11.60 kJ/mol and 26.85 kJ/mol, respectively.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
• /
• 2003.07a
• /
• pp.221-224
• /
• 2003

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.06a
• /
• pp.403-405
• /
• 2009

RF-스퍼터링법을 사용하여 메탄올 산화반응을 위해 박막형 전극을 제조하였다. 전극은 텅스텐 탄화물(WC)과 텅스텐 산화물($WO_3$), 그리고 백금(Pt) 타겟을 이용하였으며 그 구조적 특성과 전기화학적 특성을 TEM(Transmission electron microscopy와 CV(Cyclic Voltametry)를 통하여 촉매적 활성을 측정해 보았다. 같은 양의 백금과의 활성을 비교하고 활성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.11a
• /
• pp.643-646
• /
• 2005

직접 메탄올 연료전지는 휴대용기기의 전원으로써 기대되고 있다. 그러나 메탄올의 crossover, 느린 산화반응과 같은 몇 가지 해결해야 할 문제점을 갖고 있다. 이에 메탄올을 대체할 연로로서 이론적으로 높은 기전력 (1.45 V)을 갖는 개미산이 제안되었다. 본 연구에서는 직접 개미산 연료전지에 대한 이전 연구를 바탕으로 개미산 연료전지에 우수한 성능을 나타내는 촉매를 개발하고자 하였다. 기존의 연구에서 Pt-Pd/C 촉매가 개미산에 대해 우수한 산화반응을 보이며 높은 OCP를 나타내어, 본 연구에서는 deposition method을 이용하여 Pt-Pd 촉매를 제조한 후 그 특성을 조사하였다. Pt-Pd 촉매는 이전의 연구에서 우수한 성능을 나타낸 Pt-Pd 촉매보다 상온에서 2배 이상의 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2006.11a
• /
• pp.463-466
• /
• 2006

직접 알콜 연료전지는 액체인 알콜을 직접 연료전지에 공급하여 연소시킴으로써 높은 효율을 갖는 휴대용전원으로 주목받는 장치이다. 직접 알콜 연료전지에 담지체로 사용되는 탄소 소재는 넓은 표면적과 우수한 전기전도도를 가지고 있다는 장점 있으나 금속 촉매와의 상호작용이 약하여 촉매 활성에 영향을 주지 못한다. 산화물을 담지체로 사용할 경우 이러한 금속-담지체 간의 상호작용으로 인한 촉매활성 증가 및 입자성장 억제의 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는, 안티몬 도핑된 주석산화물 (Sb-doped SnO2 : ATO nanoparticle)을 직접 메탄올 연료전지용 담지체어 적용하였으며 합성 과정은 다음과 같다. SnC14 5H2O SbC13, NaOH, HCl 수용액 혼합물을 삼구 플라스크에 넣고 $100^{\circ}C$ 온도에서 환류(reflux) 시킨 후 세척 및 건조하여 Air 분위기에서 열처리하였다. 합성된 산화물 수용액에 폴리올 방법으로 합성된 백금 콜로이드를 담지하였으며, 세척과 건조를 통하여 산화물에 담지된 백금 촉매를 촉매를 합성하였다. 촉매의 구조분석을 위해 XRD, TEM을 사용하였으며, 전극촉매로서의 활성을 평가하기 위해 cyclic voltammetry을 평가하였다. 본 연구에서는 백금의 담지량에 따른 Costripping voltammetry특성과 메탄올 및 에탄올 산화 반응 특성에 대하여, 탄소를 담지체로 사용한 Pt/C 촉매와 비교 평가하였다. 알콜 산화반응 평가결과, 주석산화물에 담지한 촉매가 탄소를 담지체로 사용한 촉매보다 우수한 활성을 나타내었으며 활성증가는 메탄올에 비해 에탄올 산화 반응의 경우 크게 증가하였다. 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$<

• 한국전기화학회:학술대회논문집
• /
• 2001.06a
• /
• pp.161-166
• /
• 2001

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.22 no.5
• /
• pp.479-485
• /
• 2011

Pt-Bi/C catalysts supported on carbon black with various Pt/Bi ratios were synthesized by a reduction method. Chloroplatinic acid hydrate ($H_2PtCl_6{\cdot}xH_2O$) and bismuth (III) nitrate pentahydrate ($Bi(NO_3)_3{\cdot}5H_2O$) were used as precursors for Pt and Bi, respectively. Before loading metal on carbon, heat treatment and pretreatment of carbon black in an acidic solution was conducted to enhance the degree of dispersion. The physical property of the synthesized catalysts was investigated by X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The XRD pattern of untreated Pt-Bi/C catalyst showed BiPt and $Bi_2Pt$ peaks in addition to Pt peaks. These results imply that Bi atoms were incorporated into the Pt crystal lattice by Pt-Bi alloy formation. The catalytic activity for methanol oxidation was measured using cyclic voltammetry in a mixture of 0.5 M $H_2SO_4$ and 0.5 M $CH_3OH$ aqueous solution. The addition of proper amount of Bi was found to significantly improve catalytic activity for methanol oxidation. The catalytic activity for methanol oxidation was closely related to the stability between electrode and electrolyte. In order to investigate the stability of catalysts, chronoamperometry analysis was carried out in the same solution at 0.6 V.